CN111351856A - 一种用于多边形管材检测的气动旋转分度装置 - Google Patents

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CN111351856A CN201811575292.6A CN201811575292A CN111351856A CN 111351856 A CN111351856 A CN 111351856A CN 201811575292 A CN201811575292 A CN 201811575292A CN 111351856 A CN111351856 A CN 111351856A
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胡啸
丁冬平
谢航
李瑞霞
张志义
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Abstract

本发明涉及无损检测领域，具体涉及一种用于多边形管材检测的气动旋转分度装置。现有技术使用电动的方式夹紧管材以及驱动管材旋转，具有传动机构复杂，不利于保证精度，存在漏水的隐患，电动夹具难以进行力控制，不具备柔性，较难适应管材的截面尺寸公差的缺点。本装置包括：主动旋转座、从动旋转座。所述的主动旋转座和从动旋转座分别安装在机架的头部、尾部，主动旋转座和从动旋转座的旋转中心同轴、同心安装，主动旋转座和从动旋转座之间距离与管材长度相同。本装置针对多边形管材无损检测需求及其的外形、结构特点，满足多边形管材无损检测的需要。

Description

一种用于多边形管材检测的气动旋转分度装置
技术领域
本发明涉及无损检测领域，具体涉及一种用于多边形管材检测的气动旋转分度装置。
背景技术
多边形管材在使用超声波、涡流等方法进行探伤时，因其几何外形不连续，探头无法保持实时贴合，故需要对其各棱边、各侧面依次进行检测；同时，因其管材长度较长，为便于探头检测，通常采用管材翻转、探头扫查的方式对管材进行检测；驱动管材旋转的旋转盘上还需要设置夹紧机构，保证管材在翻转的时候不产生位移，夹紧机构需要适应管材截面尺寸的公差变化。因管材为正多边形，每次翻转的角度为定值，例如当管材为正六边形时，每次需要翻转60°；同时，为满足超声波探伤的需要，需要将管材整体浸没在水中进行翻转。
常规的方案是使用电动的方式驱动管材旋转，通过闭环控制，保证管材每次旋转的角度，但为了夹紧管材，还需要在旋转盘上布置电动的夹具，用来夹紧管材并跟随管材一同旋转。但使用电动的方式夹紧管材以及驱动管材旋转存在一些弊端：(1)传动机构复杂，不利于保证精度；(2)为满足超声波探伤的需要，电动元器件需要做防水密封处理，增大了结构尺寸，且存在漏水的隐患；(3)电动夹具难以进行力控制，不具备柔性，较难适应管材的截面尺寸公差。
所以，需要针对多边形管材无损检测需求及其的外形、结构特点，设计一种气动旋转分度装置，以满足多边形管材无损检测的需要。
发明内容
一、目的：
本发明的目的在于提供一种全气动旋转分度装置，以满足多边形管材无损检测的需要。
二、技术方案：
1.结构方案
一种用于多边形管材检测的气动旋转分度装置，包括：主动旋转座、从动旋转座。所述的主动旋转座和从动旋转座分别安装在机架的头部、尾部，主动旋转座和从动旋转座的旋转中心同轴、同心安装，主动旋转座和从动旋转座之间距离与管材长度相同；
主动旋转座基座是主动旋转座的基础结构，旋转分度气缸安装在主动旋转基座的上部，主动分度盘安装在主动旋转座基座的中心，整体为圆环形；弧形导轨与主动分度盘同心安装，弧形滑块可在弧形导轨上自由滑动，棘爪可随着弧形滑块沿着弧形导轨滑动；定位座安装在主动分度盘正上方，定位销推拉气缸安装在定位座尾部，推送气缸安装座安装在旋转分度气缸下方，供气接头推送气缸安装在推送气缸安装座上，以上结构均安装在主动旋转座基座的背面。
所述的主动旋转座基座的正面安装有回转盘，回转盘与背面的主动分度盘同心连接，整体同步旋转；回转盘上安装有气动夹具和支撑块A，供气插头安装在推送气缸前端。供气插座安装在回转盘上；当回转盘处于初始状态时，供气插座与供气插头共线；当回转盘旋转时，推送气缸带动供气插头收回，供气插头与供气插座分离。
所述的定位座尾部安装有定位销推拉气缸，定位销推拉气缸与分度定位销相连；分度定位销可在定位销伸缩导向套的导向下由定位销推拉气缸推出或拉回；分度定位销和主动分度盘定位销孔活动连接，主动分度盘定位销孔的孔口有倒角结构。主动分度盘定位销孔在主动分度盘上均匀分布。
所述的弧形滑块与滑块安装板连接；旋转分度气缸上的分度气缸活塞杆通过气缸铰接头及铰接销轴A与滑块安装板铰接。
所述的分度气缸活塞杆伸出时，棘爪通过铰接销轴B与滑块安装板铰接，棘爪的位置低于一个分度槽，棘爪处于向前倾斜的状态；当分度气缸活塞杆收回时，棘爪滑入分度槽内。
从动旋转座基座是从动旋转座的基础零件，从动分度盘安装于从动旋转座基座背面的中心，从动分度校准定位气缸安装于从动分度盘正上方，从动分度校准定位块跟随从动分度校准定位气缸起降。
所述的从动分度盘上设计有均布的从动分度槽，从动旋转座基座的正面的中心同样安装有回转盘，回转盘上安装有气动夹具，回转盘与从动分度盘相接成整体并自由旋转，从动分度槽上带有导向槽。
所述的从动旋转座同样设置有推送气缸安装座、供气接头推送气缸以及供气插座，供气插头。
2.实施方案
装置由主动旋转座、从动旋转座、机架组成：主动旋转座由旋转驱动气缸带动一个棘爪，在一个圆弧形导轨的导向下运动，分度盘上有对应的分度槽，当气缸拉动棘爪向逆时针方向运动时，棘爪会落入附近的分度槽，进而推动分度盘旋转，直到棘爪受到正上方的限位挡块限制而停止，然后气缸再将棘爪向下推回，棘爪从分度槽中离开，同时一个由气缸推动的定位销插入分度定位小孔中，以保证分度盘位置的准确性，并保证分度盘保持固定的角度不自由旋转，如此完成一次分度旋转；从动旋转座设置有可自由旋转的分度盘，当装置上装夹有管材时，主动旋转座带动管材旋转时从动旋转座的分度盘会在管材的带动下一起旋转，当主动旋转座完成旋转时，从动旋转座上同样设置了一个定位顶块，在气缸的驱动下顶入从动分度盘上的分度槽，保证从动分度盘保持固定的角度不自由旋转；主动分度旋转座上设置有两个可分离式的气阀，每个气阀由一个公接头和一个母接头组成，当公接头与母接头分离是，会各自关闭，不会有气体流动，气阀公接头安装在气动夹具的旋转盘上，与夹紧气缸相连通，气阀母接头安装在主动旋转座的支撑架上，气阀母接头可以在一个推送气缸的驱动下与气阀公接头对接形成气流通路，当推送气缸收回时，气阀公接头与气阀母接头分离，气流通路断开，当装置处于初始状态时，推送气缸驱动气阀公接头与气阀母接头对接形成气流通路，夹紧气缸可以执行夹紧、松开管材的动作，当管材需要旋转时，推送气缸收回，气阀公接头与气阀母接头分离，气流通路断开，夹紧气缸保持夹紧状态，随管材一起旋转，当管材旋转一整圈后需要将夹具松开以便取走管材时，推送气缸再次驱动气阀公接头与气阀母接头对接形成气流通路，夹紧气缸可以执行松开管材的动作；机架用来承载主动旋转座和从动旋转座，并保证其位置处于同心状态，以便放置管材。
其中：主动分度盘和从动分度盘分别通过一个回转支撑与气动夹紧结构相连，气动夹紧结构在管材放置到位后始终夹紧管材，保证其在旋转和检测过程中的位置稳定；主动旋转座和从动旋转座上的标准件均使用耐腐蚀型，非标加工的零件也使用耐腐蚀材料，以满足装置浸泡在水中使用的需要。
三、效果
本发明的效果在于：通过气动的方式进行管材的夹紧以及分度旋转，即可以保证管材旋转的精准度，也可以在整个装置与管材一起浸没在水中时降低防水的要求，气缸动作迅速，控制简便，可以通过较为简便的方式实现精度要求较高、动作频率较高的重复性动作的自动控制，满足多边形管材的批量自动检测的需要。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是主动旋转座背面结构示意图；
图3是主动旋转座正面结构示意图；
图4是主动旋转座上零点校准结构的局部示意图
图5是主动旋转座上分度驱动结构的局部示意图
图6是从动旋转座的背面结构示意图；
图7是从动旋转座的正面结构示意图；
图8是本发明的实施例示意图。
图中：1.主动旋转座，2.从动旋转座，3.机架，4.被检管材，1001.主动旋转座基座，1002.旋转分度气缸，1003.弧形导轨，1004.弧形滑块，1005.棘爪，1006.主动分度盘，1007.定位座，1008.定位销推拉气缸，1009.推送气缸安装座，1010.推送气缸，1011.回转盘，1012.气动夹具，1013.支撑块A，1014.供气插座，1015.供气插头，1016.分度定位销，1017.定位销伸缩导向套，1018.滑块安装板，1019.气缸铰接头，1020.铰接销轴A，1021.铰接销轴B，1002001.分度气缸活塞杆1006001.主动分度盘定位销孔，1006002.分度槽，2001.从动旋转座基座，2002.从动分度盘，2003.从动分度校准定位气缸，2004.从动分度校准定位块，2002001.从动分度槽。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作具体说明。
图1中，主动旋转座1和从动旋转座2分别安装在机架3的头部、尾部，在安装时保证主动旋转座1和从动旋转座2的旋转中心同轴、同心安装，主动旋转座1和从动旋转座2之间的距离可根据管材的长度进行人工调整。
图2中，主动旋转座基座1001是主动旋转座1的基础结构，旋转分度气缸1002安装在主动旋转基座1001的上部，主动分度盘1006安装在主动旋转座基座1001的中心，弧形导轨1003与主动分度盘1006同心安装，弧形滑块1004可在弧形导轨1003上自由滑动，棘爪1005可随着弧形滑块1004沿着弧形导轨1003滑动，定位座1007安装在主动分度盘1006正上方，定位销推拉气缸1008安装在定位座1007尾部，推送气缸安装座1009安装在旋转分度气缸1002下方，供气接头推送气缸1010安装在推送气缸安装座1009上，以上结构均安装在主动旋转座基座1001的背面。
图3中，主动旋转座基座1001的正面安装有回转盘1011，回转盘1011与背面的主动分度盘1006同心连接，可整体同步旋转，回转盘1011上安装有气动夹具1012和支撑块A1013，用于支撑被检管材4和夹紧被检管材4，供气插头1015安装在推送气缸1010前端，可随推送气缸1010一起伸出、收回，供气插座1014安装在回转盘1011上，且当回转盘1011处于初始状态时，供气插座1014与供气插头1015共线，此时，推送气缸1010伸出，可将供气插头1015顶向供气插座1014直到两个配合、连通，形成供气回路，从而驱动气动夹具1012夹紧被检管材4或松开被检管材4，当回转盘1011需要旋转时，推送气缸1010带动供气插头1015收回，供气插头1015与供气插座1014分离，气路断开，气动夹具1012保持原有状态直到再次通气。
图4中，定位座1007尾部安装有定位销推拉气缸1008，定位销推拉气缸1008与分度定位销1016相连，分度定位销1016可在定位销伸缩导向套1017的导向下由定位销推拉气缸1008推出或拉回，当旋转分度气缸1002驱动主动分度盘1006完成一次分度旋转后，定位销推拉气缸1008即将分度定位销1016推出，伸入主动分度盘定位销孔1006001，主动分度盘定位销孔1006001的孔口有倒角结构，可以允许主动分度盘定位销孔1006001与分度定位销1016之间有一定幅度的错位，起到容差作用，当分度定位销1016全部伸入到主动分度盘定位销孔1006001内时，主动分度盘1006被确定处于准确的角度位置，整套装置实现准确分度，当主动分度盘1006需要在圆周上进行6等分分度时，可加工6个均布的主动分度盘定位销孔1006001，当需要在圆周上进行其它等分的分度时，可在主动分度盘1006上均布加工对应数量的主动分度盘定位销孔1006001，实现对应的分度。
图5中，弧形滑块1004与滑块安装板1018连接，旋转分度气缸1002上的分度气缸活塞杆1002001通过气缸铰接头1019及铰接销轴A1020与滑块安装板1018铰接，图中分度气缸活塞杆1002001处于最长状态，棘爪1005通过铰接销轴B1021与滑块安装板1018铰接，此时棘爪1005的位置低于一个分度槽1006002，因受重力影响，棘爪1005始终处于向前倾斜的状态；当分度气缸活塞杆1002001收回时，带动滑块安装板1018沿着弧形导轨1003向上运动，此时棘爪1005同样向上运动，当经过分度槽1006002时，由于重力的作用，棘爪1005经分度槽1006002槽口的导向结构滑入分度槽1006002内，因分度槽1006002的另一端为阻挡结构，棘爪1005无法从分度槽1006002的另一端滑出，当分度气缸活塞杆1002001带动棘爪1005继续向上滑动时，棘爪1005会驱动主动分度盘1006旋转，直到棘爪1005头部被定位座1007阻挡而运动停止。
图6、图7中从动旋转座基座2001是从动旋转座2的基础零件，从动分度盘2002安装于从动旋转座基座2001背面的中心，从动分度校准定位气缸2003安装于从动分度盘2002正上方，从动分度校准定位块2004可跟随从动分度校准定位气缸2003升起、落下，从动分度盘2002上设计有均布的从动分度槽2002001，从动旋转座基座2001的正面的中心同样安装有回转盘1011，回转盘1011上安装有气动夹具1012，回转盘1011与从动分度盘2002相接成整体并且可自由旋转，每次分度旋转完成时，从动分度校准定位气缸2003会将从动分度校准定位块2004向下顶出，伸入到从动分度槽2002001内，从动分度槽2002001槽口设计有导向结构，允许从动分度校准定位块2004与从动分度槽2002001有一定的错位，提高了装置的容差性，当从动分度校准定位气缸2003会将从动分度校准定位块2004向下一直顶到从动分度槽2002001内部极限位置时，从动分度盘2002被分度定位，处于准确的角度；从动旋转座2同样设置有推送气缸安装座1009、供气接头推送气缸1010以及供气插座1014，供气插头1015，当回转盘1011处于初始状态时，供气插座1014与供气插头1015共线，此时，推送气缸1010伸出，可将供气插头1015顶向供气插座1014直到两个配合、连通，形成供气回路，从而驱动气动夹具1012夹紧被检管材4或松开被检管材4，当回转盘1011需要旋转时，推送气缸1010带动供气插头1015收回，供气插头1015与供气插座1014分离，气路断开，气动夹具1012保持原有状态直到再次通气。
图8中，被检管材4安装于主动旋转座1和从动旋转座2之间，回转盘1011上的气动夹具1012将管材夹紧，旋转分度气缸1002带动棘爪1005沿着弧形导轨1003向上移动，推动主动分度盘1006旋转，直到棘爪1005被定位座1007阻挡而停止运动，此时被检管材4在主动旋转座1上的回转盘1011的带动下旋转，进而带动从动旋转座2上的回转盘1011旋转，当分度旋转运动停止后，旋转分度气缸1002伸出，棘爪1005从分度槽1006002中滑出，分度定位销1016伸入主动分度盘定位销孔1006001，从动分度校准定位块2004顶入从动分度槽2002001，此时整个装置处于稳定状态，被检管材4完成了一次精确的分度旋转。

Claims (9)

1.一种用于多边形管材检测的气动旋转分度装置，包括：主动旋转座(1)、从动旋转座(2)，其特征在于：所述的主动旋转座(1)和从动旋转座(2)分别安装在机架(3)的头部、尾部，主动旋转座(1)和从动旋转座(2)的旋转中心同轴、同心安装，主动旋转座(1)和从动旋转座(2)之间距离与管材(4)长度相同；
主动旋转座基座(1001)是主动旋转座(1)的基础结构，旋转分度气缸(1002)安装在主动旋转基座(1001)的上部，主动分度盘(1006)安装在主动旋转座基座(1001)的中心，整体为圆环形；弧形导轨(1003)与主动分度盘(1006)同心安装，弧形滑块(1004)可在弧形导轨(1003)上自由滑动，棘爪(1005)可随着弧形滑块(1004)沿着弧形导轨(1003)滑动；定位座(1007)安装在主动分度盘(1006)正上方，定位销推拉气缸(1008)安装在定位座(1007)尾部，推送气缸安装座(1009)安装在旋转分度气缸(1002)下方，供气接头推送气缸(1010)安装在推送气缸安装座(1009)上，以上结构均安装在主动旋转座基座(1001)的背面；
从动旋转座基座(2001)是从动旋转座(2)的基础零件，从动分度盘(2002)安装于从动旋转座基座(2001)背面的中心，从动分度校准定位气缸(2003)安装于从动分度盘(2002)正上方，从动分度校准定位块(2004)跟随从动分度校准定位气缸(2003)起降。
2.如权利要求1所述的一种用于多边形管材检测的气动旋转分度装置，其特征在于：所述的主动旋转座基座(1001)的正面安装有回转盘(1011)，回转盘(1011)与背面的主动分度盘(1006)同心连接，整体同步旋转；回转盘(1011)上安装有气动夹具(1012)和支撑块A(1013)，供气插头(1014)安装在推送气缸(1010)前端。
3.如权利要求2所述的一种用于多边形管材检测的气动旋转分度装置，其特征在于：所述的供气插座(1014)安装在回转盘(1011)上；当回转盘(1011)处于初始状态时，供气插座(1014)与供气插头(1015)共线；当回转盘(1011)旋转时，推送气缸(1010)带动供气插头(1015)收回，供气插头(1015)与供气插座(1014)分离。
4.如权利要求1所述的一种用于多边形管材检测的气动旋转分度装置，其特征在于：所述的定位座(1007)尾部安装有定位销推拉气缸(1008)，定位销推拉气缸(1008)与分度定位销(1016)相连；分度定位销(1016)可在定位销伸缩导向套(1017)的导向下由定位销推拉气缸(1008)推出或拉回；分度定位销(1016)和主动分度盘定位销孔(1016001)活动连接，主动分度盘定位销孔(1016001)的孔口有倒角结构。
5.如权利要求1所述的一种用于多边形管材检测的气动旋转分度装置，其特征在于：所述的主动分度盘定位销孔(1006001)在主动分度盘(1006)上均匀分布。
6.如权利要求1所述的一种用于多边形管材检测的气动旋转分度装置，其特征在于：所述的弧形滑块(1004)与滑块安装板(1018)连接；旋转分度气缸(1002)上的分度气缸活塞杆(1002001)通过气缸铰接头(1019)及铰接销轴A(1020)与滑块安装板(1018)铰接。
7.如权利要求1所述的一种用于多边形管材检测的气动旋转分度装置，其特征在于：所述的分度气缸活塞杆(1002001)伸出时，棘爪(1005)通过铰接销轴B(1021)与滑块安装板(1018)铰接，棘爪(1005)的位置低于一个分度槽(1006002)，棘爪(1005)处于向前倾斜的状态；当分度气缸活塞杆(1002001)收回时，棘爪(1005)滑入分度槽(1006002)内。
8.如权利要求1所述的一种用于多边形管材检测的气动旋转分度装置，其特征在于：所述的从动分度盘(2002)上设计有均布的从动分度槽(2002001)，从动旋转座基座(2001)的正面的中心同样安装有回转盘(1011)，回转盘(1011)上安装有气动夹具(1012)，回转盘(1011)与从动分度盘(2002)相接成整体并自由旋转，从动分度槽(2002001)上带有导向槽。
9.如权利要求1所述的一种用于多边形管材检测的气动旋转分度装置，其特征在于：从动旋转座(2)同样设置有推送气缸安装座(1009)、供气接头推送气缸(1010)以及供气插座(1014)，供气插头(1015)。
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